DE10356405A1

DE10356405A1 - Vorrichtung zur veredelnden Bearbeitung von endlosen bahnförmigen Substraten

Info

Publication number: DE10356405A1
Application number: DE10356405A
Authority: DE
Inventors: Klaus Wittmaier; Ebe Hesterman
Original assignee: Schober GmbH Werkzeug und Maschinenbau
Current assignee: Schober GmbH Werkzeug und Maschinenbau
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-06-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur veredelnden Bearbeitung bahnenförmiger Substrate und insbesondere die Anordnung von mehreren Bearbeitungswalzen zur Auslage von Zu- und Ausschnitten in Kombination zueinander für die Bearbeitung an Vorder- und Rückseite.

Description

Der Einsatz neuester Materialien im Bereich der Druck- und Veredelungstechnik liegt im Trend. Es entspricht dem Bestreben der Produktdesigner alltäglichen Gebrauchsgegenständen eine individuelle Erscheinung zu verleihen, so z. B. die verschiedensten ausgefallenen Glanz- und Spiegeleffekte.
Interessante Kombinationsmöglichkeiten verschiedener Veredelungsarten mit hochwertigen Materialien, die der Kreativität freien Raum geben, stehen heute für das Finishing hochwertiger Drucksachen zur Verfügung. Besonders im sensiblen Bereich von Gesundheit, Wellness und Schönheitspflege hat die Produktaufmachung eine entscheidende Wirkung auf die Konsumenten.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Veredelungs- bzw. Weiterbearbeitungsvorrichtung, integriert in eine Bahnen verarbeitende – bzw. Bahnendruckmaschine mit mehreren, in einer Reihe angeordneten Stationen, zu denen mindestens eine Rollenabwicklung und bei einer Bahnendruckmaschine mit mindestens einem Druckwerk, mindestens eine Veredelungsvorrichtung und mindestens ein Ausleger gehören, wobei es zwischen wenigstens einer Station oder einem Druckwerk und dem Ausleger einen gemeinsamen Bahnentransport gibt.
STAND DER TECHNIK/PRIOR ART
Die Erfindung geht auch von einem Stand der Technik aus, wie aus der US 4,306,475 . – Stefanic bekannt ist, d. h. eine Stop und Go-Hub-Vorrichtung für Stanz- und Schneid-Verfahren innerhalb einer Bahnenmaschine. Hierbei werden Zuschnitte und Abfallteile in einer unkontrollierten Art ausgelegt, was nur für niedrigen Produktionsgeschwindigkeiten geeignet ist, wie bei einer Hubstanze üblich.
Es wird auch Bezug genommen auf dem Stand der Technik, wie dargestellt, z. B. in 1 US 4,517,873 /Wilson und 1 US 5,388,490 /Buck. Der Arbeitsspalt befindet sich dabei in der 12-Uhr Position, genau oberhalb der unteren Gegendruckbearbeitungswalze, d. h. im Übergang vom rechten zum linken oberen Quadranten.
Speziell zur weiteren Analyse des Stands der Technik wurde 1 in diese Anmeldung aufgenommen.
Die Anordnung der oberen Bearbeitungswalze (1) in der 12-Uhr Position (12), wie bei der US 4,517,873 /Wilson und wie bei der US 5,388,490 /Buck und des horizontal nachgeordneten Auslageförderband (16) in der ca. 9-Uhr Position (9) bedingt ein relativ grossen Abstand vom Arbeitsspalt (3), bis zum Vakuumband (16), d. h. bis zum Moment (18), dass offene Sauglöcher (16a) vom Auslageförderband (16) den Zuschnitt (23) halten und weitertransportieren können, wie bei der US 4, 306,475 /Stefanic.
Das minimale Format (19) des Zuschnitts (23) ist dementsprechend relativ gross (in diesem Beispiel lt. 1 260 mm), was an und für sich einen sehr grossen Nachteil bedeutet, da es z. B. viele kleine Faltschachtel gibt, z. B. bei den pharmazeutischen Verpackungen.
Ein noch bedeutenderer Nachteil dieser Anordnung ist die Tatsache, dass für die Zuschnitte ein relativ langer ungeführter Weg (19) zwischen dem Arbeitsspalt (3) und dem Ansaugen auf dem Vakuumband (18) entsteht, wie bei der US 4, 306,475 /Stefanic. Dabei kann die vorhandene Druckluft (31) in der oberen Bearbeitungswalze nicht oder nur sehr begrenzt eingesetzt werden, um den Zuschnitt (23) aus der Schneidkontur (24) des Stanzbleches zu entfernen, ohne den damit verbundenen Nachteil einer ungenauen Positionierung auf dem Auslageförderband (16) zu akzeptieren, bzw. zu riskieren.
Bei der Faltschachtelproduktion werden aus Effizienzgründen Druckformen mit Mehrfachnutzen vorausgesetzt, wobei mehrere Nutzen (22) neben einander produziert werden, siehe 2. Diese mehreren Nutzen müssen anschliessend nutzengleich gestapelt werden, d. h. es ist von eminenter Bedeutung das die Nutzen regelmässig auf dem Auslageförderband (16) positioniert werden, um automatisch in den nachgeordneten Stapler (nicht dargestellt) ordentlich gestapelt werden zu können.
Die Zuschnitte (23) (bzw. Gutteile), die Ausschnitte (26) (bzw. Abfallteile), sowie das Abfallgitter (27) müssen auf kontrollierte Weise bei hohen Geschwindigkeiten ausgelegt bzw. entsorgt werden.
Stand der Technik ist ebenso die Maschine, sowie in US 2001/0010183A/Kane dargestellt.
Diese Maschine ist für bahnförmige Substrate gedacht, wie in 2 (58)abgebildet und benötigt einen zusätzliche Übergabezylinder (66).
Die 1/2 Umschlingung der Patrizen-, Bearbeitungswalze (58) in der US-Anmeldung, begrenzt die Substratflexibilität auf relativ kleine und flexible Substrate wie Labels. Diese Umschlingung erlaubt nicht die Verarbeitung von Substraten, wie Karton oder Kunststoffe, sowie z. B. für die Faltschachtelproduktion eingesetzt. Die Trennung funktioniert unter Einsatz von Gummimaterialien und Vakuumsystemen und ist damit arbeitsintensiv, da für jede Form diese neu eingebracht werden müssen. Das Ablegen der Zuschnitte erfolgt nicht direkt sondern indirekt über den Übergabezylinder (66). Diese zusätzliche Übergabe ist natürlich auch mit dem zusätzlichen Risiko einer ungenaueren Positionierung beim Ablegen verbunden.
Das Auslageförderband ist produktbezogen und beim Formwechsel ebenso arbeitsintensiv.
Die Entsorgung nach oben beschränkt sich auf eine Abfallmatrixbahn und dabei ist die Entsorgung über Nadeln und Abstreifern von Abfall-Ausschnitte (20), wie vorgegeben, bei der Faltschachtelproduktion nicht vorgesehen.
Es ist kein Blasluftsystem vorhanden, bzw. möglich, um die Gutteil-Zuschnitte mit kräftiger Blasluft sicher aus der Schnittkontur zu entfernen.
Weiter Stand der Technik ist, dass eine Bearbeitungswalze als Magnetzylinder oder aber als Trägerwalze mit einer Spannvorrichtung zum Aufspannen von Spannblechen und/oder Spannfolien ausgebildet ist.
THE INVENTION/DIE ERFINDUNG
Die Erfindung sieht mit dem Gegenstand des neuen Anspruchs vor, dass die obere Bearbeitungswalze (11) in einer ca. 10-Uhr Position (10) angeordnet wird, siehe 4, mit einem Auslageförderband (16) in der ca. 9-Uhr Position.
Damit bekommt die obere Bearbeitungswalze erfindungsgemäß 5 Funktionen, sie bearbeitet bzw. veredelt, trennen bzw. bricht aus, transportiert den Aus- und/oder Zuschnitt vom Arbeitsspalt, positioniert auf dem Auslageförderband und sichert dabei die Entfernung des Schnittteils aus der Stanzkontur.
Aus der Detailansicht in 4A ist deutlich zu erkennen, dass der Zuschnitt (23) mit einer Länge (29) von nur 37 mm präzise auf dem Förderband (16) positioniert wird, während Druckluft aus dem Kanal (31) den Zuschnitt bereits auf dem Vakuumförderband (16) positioniert und der Luftkanal (32) den Zuschnitt gleichzeitig noch mit Vakuum hält.
Diese erfinderische Leistung ermöglicht es, Zuschnitte mit sehr kleinen Formaten, die einer sehr regelmässigen und besonders genauen Positionierung bedürfen, auch in mehreren Nutzen nebeneinander, somit auch problemlos auszulegen, dass sie automatisch gestapelt werden können.
Beim Stand de Technik, z. B. lt. 1 entsteht beim Stanzen bzw. Ausschneiden von Zu- und Ausschnitten aus bahnenförmigen Substraten, besonders bei Stanzblechen mit geringer Profilhöhe, häufig das Problem, dass sich der Zu- oder Ausschnitt in dem Stanzblech verklemmt und nicht sicher entfernt werden kann, was schnell eine Beschädigung des Stanzbleches und evtl. auch des Trägerwerkzeuges zur Folge hat. Wenn z. B. bei 2 bis 3 Umdrehungen der Zu- oder Ausschnitt sich verklemmt kann das Werkzeug schon durch den Stapeleffekt unbrauchbar werden.
Die direkte Positionierung ohne zwischengeschaltete Vakuumwalze mit nur einer geringfügigen Umschlingung von ca. 1/5 der Bearbeitungswalze (11), erlaubt grosse und kleine Formate bei maximaler Substratflexibilität.
Ein bekanntes Hilfsmittel, um den Abfall sicher entsorgen zu können, sind Gummistreifen, die sich jedoch oft nicht als kräftig genug erweisen. Das Einbringen von Gummistreifen oder ähnlichem erfordert ausserdem eine entsprechende Geschicklichkeit und hat einen erheblichen Zeitaufwand zur Folge, wobei die Produktionsmaschine steht, bzw. nicht produzieren kann.
Eine weitere bedeutende erfinderische Leistung dieser 10-Uhr Anordnung von der Bearbeitungswalze (11) und dem nachgeordneten Auslageförderband (16) in ca. 9-Uhr Position ist, dass die Zuschnitte (23) auf dem Auslageförderband (16) abgewälzt bzw. abgelegt werden, wobei zeitweilig ein relativ hoher Luftdruck angesetzt werden kann, um die Verklemmung des Zu- oder Ausschnitts im Stanzblech zu vermeiden, um dabei eine genaue Positionierung zu erhalten, da die Zuschnitte zum Teil zeitgleich noch vom Vakuum gehalten werden können. Damit entfällt das zeitaufwändige Arbeiten mit Gummistreifen.
Ein weiterer erfinderischer Aspekt dieser 10-Uhr Anordnung lt. 4 ist, dass der Spreizungswinkel (20) der für das Trennen, bzw. Ausbrechen von Abfall und Gutteil benötigt wird ca. 1/3 grösser ist, als beim Stand der Technik lt. 1 (28 versus 20 Grad).
Neu ist die Konfiguration mit mehreren Auslagen, wobei eine oder beide Auslagen verfahrbar sind. Das Einrichten der Maschine, z. B. Aufkleben von Nadeln auf die Gegendruckbearbeitungswalze, bzw. das Wechseln von Werkzeuge, wird damit wesentlich erleichtert und in der Zeit verkürzt, siehe 12.
Die Schneidauslage dient dem Auslegen von z. B. Verpackungs-Zuschnitten, wie aus 2, und, alternativ, zum Auslegen von bogenförmigen Substraten, wie aus 3. Ausserdem kann die Auslage benutzt werden, um z. B. Akzidenz, Bogen mit mehreren Zuschnitten, die nicht komplett gestanzt sind, d. h. nur angestanzt sind, auszulegen.
Die Schneidauslage ist für eine besonders vorteilhafte Funktion in der Neigung und in der Geschwindigkeit einstellbar, für Nutzentrennung oder für Schuppenbildung.
Bekannt bei Bahnendruckmaschinen sind Wendesysteme mit oder ohne Antrieb zum Bedrucken auf der Schön- und Widerdruckseite (Recto Verso), z. B. Wendekreuze mit Luftpolstersysteme. Diese Systeme sind aufwendig, machen die Maschine durch ihre fixe Position unflexibel und verlängern die Maschine. Ausserdem ist die registergenaue Bahnenführung durch das Luftpolster (Wendepasser) extrem schwierig, was zu Ungenauigkeiten führt und das Luftpolster erlaubt keine intermittierenden Lauf der Papierbahn. Es limitiert auch die Materialflexibilität in der Stärke des Substrates, sowie die Produktionsgeschwindigkeit.
Neu bei der Bahnenverarbeitung zur Veredelung oder Weiterverarbeitung ist eine innovative Anordnung der Bearbeitungswalzen, siehe 8, wodurch die Bahnen in Schön- und Widerdruck bearbeitet werden können, ohne dass die Bahn über ein Luftpolster gewendet werden muss. Weiter vorteilhaft ist, dass diese Einrichtung kostengünstig und platzsparend ist. Dieser Vorgang wird durch (wahlweise) Umkehrung der Laufrichtung der ersten Bearbeitungsstation ausgeführt, wodurch genauere Registertoleranzen erreicht werden und zusätzliche Verarbeitungseinrichtungen eingespart werden können. Ausserdem werden beide Gegendruckbearbeitungswalzen samt die dazu gehörende obere Bearbeitungswalze von einem Getriebe oder Motor angetrieben, um Toleranzen aus dem Antrieb von 2 Getrieben/Motoren zu vermeiden. Die Umkehrung der Laufrichtung kann auch ausgeschaltet werden, so dass beide Bearbeitungsstationen für die Vorderseitenbearbeitung wahlweise eingesetzt werden können. Diese Anordnung erlaubt auch eine intermittierenden Lauf der Papierbahn, z. B. in Kombination mit Digital Druckmaschinen.
Bei Maschinen mit dieser Veredelungs-Vorrichtung ist es zur Reduzierung der Anlaufmakulatur besonders wichtig, dass der Lauf zuerst noch ohne Einsatz von Werkzeugen eingestellt werden kann. Der dazu benötigte An-/Abhebemechanismus ist in 9 dargestellt. Auch die Mikroverstellung des Arbeitsspalts ist in dieser Figur dargestellt. Diese ist erforderlich um Verschleiss zu kompensieren oder z. B. nur einen Halbschnitt bei selbstklebenden Etiketten zu realisieren.
Die Trägerbahn wird dann mit den ausgestanzten Etiketten je nach Erfordernis und Kundenwunsch am Ausgang der Maschine wieder aufgerollt, in Bogen geschnitten oder Zick-Zack gefalzt ausgelegt.
Bekannt sind Systeme bei Maschinen, die bahnförmige Substrate bedrucken und bearbeiten, die ein Matrix/Abfallgitter aus z. B. Papier, Karton oder Selbstklebematerial kontinuierlich entsorgen, mit Entsorgungssystemen, wie Häcksler, ausserhalb der Maschine, welche das Risiko von Verstopfungen durch u. a. statische Elektrizität mit sich bringt.
Neu ist eine in der Maschine integrierte Häckslervorrichtung, welche das Abfallgitter (27) und/oder die auf den Abfallnadeln aufgespiessten Abfallteile entsorgt, siehe 8.
Bekannt sind Systeme innerhalb einer Maschine für bahnenförmige Substrate, welche die Abfallteile, welche von Nadeln gehalten werden, mittels Abstreifer (43) entfernen, siehe 9.
Neu sind Abstreifersysteme (43), die eine Schräglage der Nadeln entsprechend der Schräglage des Motivs über ein Hubsystem (45) verfolgen.
Bekannte Stanz-Vorrichtungen, wie US 4,517,871 /Wilson und US 5,388,490 /Buck, zur Bearbeitung von bedruckten Substraten sind als eine Bahnen verarbeitende Maschine ausgebildet, wobei die Bearbeitungswalze eine eigene Gegendruckbearbeitungswalze aufweist. Der Nachteil dieser Maschinenausführung ist, dass für jede Bearbeitung ein Baukastenmodul benötigt wird und durch unterschiedliche Bahnspannungsverhältnisse ist diese Bahnverbindung zwischen 2 Stationen verbunden mit dem Risiko der Registerverschiebungen. Zusätzliche Baukastenmodule sind mit erheblichen Kosten verbunden. Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, eine möglichst kostengünstige Vorrichtung zu gestalten, wobei mehrere auswechselbare Bearbeitungen in einem Baukastenmodul ermöglicht werden. Die Maschine sollte ausserdem minimale Platzverhältnisse und ergonomische Eigenschaften aufweisen.
Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine mehrfache Weiterverarbeitungstechnik zu entwickeln, die eine ebenso extrem hohe Registergenauigkeit erbringt, wie beim Druck von Wertpapieren, bzw. Verpackungen von wertvollen Produkten verlangt wird. Dabei sollte gewährleistet sein, dass das einmal justierte Register von den mehrfachen Weiterverarbeitungen über lange Laufzeiten unverändert erhalten bleibt.
Vorteilhaft ist, wenn eine der Bearbeitungswalzen ein Umfangs- und/oder Seiten- und/oder Diagonalregistersystem aufweist.
Nur damit kann die zusätzliche mehrfache Weiterverarbeitung bzw. Veredelung das Fälschen von Wertpapieren und Verpackungen erschweren.
Eine weitere erfinderische Leistung betrifft die Arbeitsweise für mehrfache Weiterverarbeitung und/oder Veredelung, wobei eine Patrize mit mehreren Matrizen oder einer Matrize mit mehreren Patrizen zusammenarbeitet. Dies wird durch die Tatsache ermöglicht, dass zwei formatgebundene Bearbeitungswalzen von verschiedenem Umfang bzw. drei formatgebundene Bearbeitungswalzen von gleichem Umfang zusammenwirken.
Auf diese erfinderische Weise ist es gewährleistetet, dass das einmal justierte Register über lange Laufzeiten bei einer extrem hohen Registergenauigkeit unverändert erhalten bleibt auch bei veränderter Produktionsgeschwindigkeit. Es können dabei verschiedene Anwendungen und/oder verschiedene Formen kombiniert werden.
Damit lassen sich z. B. durchgehende Gravurlinien (Guillochen) lückenlos mit verschiedene Farbfolien prägen im sog. „Irisdruck".
Damit könnten z. B. Schneid- und/oder Stanzkonturen, die nicht in einer Patrize und/oder Matrize herstellbar sind mit hochwertiger Registergenauigkeit produziert werden, die mit 2 Bearbeitungen hintereinander kaum zu realisieren sind.
Damit könnten z. B. durchgehende feine Gravurlinien in mehreren Schichten von Folien hoch präzise übereinander gedruckt werden.
Damit könnten z. B. geteilte Mikrochips oder Hologramme oder Gravurlinien zueinander positioniert werden mit oder ohne Überlappung.
Um das Fälschen weiter zu erschweren könnten diese Anwendungen nicht nur an der Vorderseite, sonder auch in Kombination in einem Durchlauf an Vorder- und Rückseite eingesetzt werden. Vorteilhafter Weise geeignet für klar zu erkennende, deutlich lesbare Effekte und/oder einfache elektronische Detektierung.
Bei Verwendung von mehreren Veredelungsstufen wäre eine unbegrenzte Austauschbarkeit der Veredelungssysteme untereinander erwünscht.
Ein weiterer Aspekt dieser erfinderischen Anordnung ist das mehrere austauschbare Bearbeitungswalzen für mehrere kombinierte Verfahren in einer Art Satellitenanordnung angeordnet werden können, in Kombination mit einer Rückseitenbearbeitung, siehe 10.
Neu ist bei diesem Maschinenkonzept, die Anordnung der Bearbeitungswalzen bzw. Werkzeuge und Auslagen, welche folgende Anwendungen erlaubt, einzeln für sich oder in Kombination:

1. Schneiden, Stanzen und Perforieren, wobei die obere Bearbeitungswalze ausgerüstet sein kann als – voller Magnetzylinder oder Trägerzylinder mit Magnetsegmenten zur Aufnahme von Magnetblechen – voller Werkzeugzylinder für höheren Auflagenbereich, wobei die untere Bearbeitungswalze ausgerüstet sein kann als – Oberflächengehärteten Ambosszylinder oder – mit einem darauf befestigten gehärteten Blech
2. Prägen oder Rillen, Nuten, wobei die obere Bearbeitungswalze ausgerüstet sein kann als – voller Magnetzylinder oder Trägerzylinder mit Magnetsegmenten zur Aufnahme von Magnetbleche oder mit Werkzeugsegmenten wobei die untere Bearbeitungswalze ausgerüstet sein kann als – Oberflächengehärteten Ambosszylinder oder mit gehärteten Blech, oder Blech mit Hartgummi für eine sog. unechte Rille oder als Trägerzylinder mit Werkzeugsegmenten für sog. echte Rille
3. Loch-Stanzen mit Patrize und Matrize, wobei die obere Bearbeitungswalze ausgerüstet sein kann als – Trägerzylinder mit Werkzeugaufnahmen für die Patrizen und die untere Bearbeitungswalze ausgerüstet sein kann als – Trägerzylinder mit Matrizenaufnahme und Abfallentsorgung.
4. Hotfoil oder Hologramm aufbringen, wobei die obere Bearbeitungswalze ausgerüstet sein kann als – Rotor mit Prägeelementen (beheizt) oder als Trägerzylinder mit Prägeelementen (beheizt) mit Folien oder Foliensparsteuerung. wobei die untere Bearbeitungswalze ausgerüstet sein kann als – Blech mit Gummibezug oder als Blech mit Prägesegmenten
5. Spenden an Vorder- und Rückseite, d. h. nur einen Teil von einer Rolle abschneiden und aufbringen, z. B. Fensteraufkleben mit einer glatten oberen und unteren Bearbeitungswalze.
6. Hot-Tape-Transfer an Vorder- oder Rückseite, wobei die Gegendruckbearbeitungswalze eine glatte Oberfläche hat.
7. Beschichtung, z. B. für Lack- oder Leimauftrag von z. B. „Pressure Sensitive Leim" an Vorder- und/oder Rückseite mit Inkjet oder Flexoverfahren, z. B. mit Duftstoffen oder Gold- bzw. Glitzerpigmenten.
8. Laserbearbeitungen für Schneiden, Stanzen, Perforieren, Lochstanzen und/oder Rillen.

Die mehrfache Weiterverarbeitung wird durch die erfinderische gemeinsame Gegendruck-Bearbeitungswalze sehr präzise ausgeführt, mit sehr genauen Toleranzen (von eminenter Bedeutung, z. B. bei Hologrammen) und kostengünstig, da eine mehrfache Bearbeitungsmöglichkeit gegeben ist für Vorder- und Rückseite in nur einem Maschinenmodul.
Weitere Einzelheiten über die vorteilhafte Wirkung der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen, Ansprüchen und Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung veranschaulichen.
ZEICHNUNGEN/DRAWINGS
1 Darstellung lt. Stand der Technik
2 Darstellung Substratbogen mit Zuschnitten bei sechs Nutzen in der Breite um 3 Nutzen in Laufrichtung
3 Darstellung Substratbogen mit Ausschnitte in drei Nutzen
4 Darstellung der 10-Uhr Position und 4a Darstellung mit Detailzeichnung
5 Darstellung einer 10- und 12-Uhr Position
6 Darstellung mit Ausschnitt Entsorgung und 6a Darstellung mit Detailzeichnung
7 Darstellung mit Abfallnadeln
8 Darstellung mit Häcksler
9 Darstellung mit Rückseitenbearbeitung
10 Darstellung mit Kombinationsverfahren
11 Darstellung mit Anordnung von Bearbeitungswalzen
12 Darstellung mit Offline-Verfahren
13 Darstellung mit Inline-Verfahren
14 Darstellung mit der erfinderischen Vorrichtung
DETAILLED DESCRIPTION/DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt als Bezugspunkt den Stand der Technik, wobei die Substratbahn (38) mittels eines Rotationsvorganges bei dem Substrat (38) in Vorschubrichtung (A) zwischen zwei rotierende Bearbeitungswalzen (1+2) eingeführt wird und beim Durchlaufen durch im Arbeitsspalt (3) wirksame Werkzeugteile (5+6) seine Bearbeitung erfährt und die Bearbeitungswalze (1) in der 12-Uhr Position (12) angeordnet ist.
Das perforierte Auslageförderband (16) umschlingt die Umlenkwalze (15) und den Vakuumkasten (17). Diese Vorrichtung ist horizontal angeordnet und erbringt eine Minimum Substratlänge (19) bei diesen Verhältnissen von z.B. 240 mm. Die Umlenkwalze ist im Verhältnis zur Arbeitsbreite auf minimalen Durchmesser ausgelegt und auf minimalen Abstand zur Gegendruckbearbeitungswalze (2) angeordnet.
Der unvermeidbare freie Abstand (18) zwischen dem Arbeitsspalt (3) von der Gegendruckbearbeitungswalze (2) und dem Auslageförderband (16) mit offenen Sauglöchern (16a) hat ein Füllstück (21) zur Unterstützung des Zuschnittes (23) ohne dass der Zuschnitt geführt bzw. transportiert wird.
Die in der oberen Bearbeitungswalze vorhandene Saug- (32) und Blasluft (31) kann nicht oder sehr begrenzt eingesetzt werden, da die Zuschnitte bei diesem Übergang zum Auslageförderband (16) ungeführt sind.
2 zeigt ein bereits geschnittenes bogenförmiges Substrat (4) mit sechs Nutzen (22) nebeneinander. Insgesamt sind achtzehn Zuschnitte (23) auf diesen Bogen gesammelt, welche mit Schnittkontur (24) geschnitten werden.
Der nicht druckenden Zone (25) wird vom Druckverfahren vorgegeben. Im Bogeninneren bleiben die Abfallausschnitte (26) und es bleibt das Abfallgitter (27), die beide entsorgt werden müssen. Für die Umschreibung der Begriffe wird nach 3 verwiesen.
3 zeigt ein bereits geschnittenes bogenförmiges Substrat (4) mit drei Nutzen (23) und drei Abfallausschnitte (26).
Begriffe: Das Handbuch der Print Medien Seite 827+828 (ISBN NR. 3-540-66941-8) sagt folgendes aus: „Im Gegensatz zum Schneiden ist Stanzen in der Druckweiterverarbeitung das Teilen von Werkstoffen in einer von der Geraden abweichenden Trennlinie. Vorzugsweise wird dabei an die Herstellung von Aus- und Zuschnitten mit in sich geschlossenen Begrenzungslinien gedacht, in einigen Fällen werden jedoch auch offene Schnitte durch Stanzen realisiert, z. B. das Abrunden von Ecken bei Buchblöcken, Spielkarten u. ä., sowie das Registerstanzen (Stufenregister, Griffregister u. ä.). Auch Perforationen bei denen Material entfernt wird sind Stanzvorgänge".
„Beim Stanzen von Ausschnitten (26), bleibt die äussere Form des Teil- und Endprodukts erhalten. Dieser Vorgang dient zur Vorbereitung von Verarbeitungs- und Nutzungsstellen (Prozessabschnitte), das sind z. B. Abreisslinien, Grifflöcher und Sichtfenster). Das Ausgestanzte Material ist Abfall."
„Beim Stanzen von Zuschnitten (23), wird dem Teil- oder Endprodukt seine äussere geometrische Form gegeben (z. B. Etiketten, Bierdeckel, Spielkarten, Scherzartikel, Zuschnitte für Faltschachteln und andere Verpackungsmittel, Register). Der Abfall ist aussen."
Wenn mehrere Zuschnitte aus einem Bogen hergestellt werden, entstehen dabei auch ausgestanzte Abfallausschnitte, im inneren der Bogen, z. B. bei Faltschachteln, wie abgebildet in 2.
4 zeigt die erfinderische Anordnung der Bearbeitungswalze (11) in ca. 10-Uhr Position (10) und das dazu direkt nachgeordnete Auslageförderband (16) in ca. 9-Uhr Position (9). Es wird dabei der minimale Abstand von der Umlenkwalze zur Gegendruckbearbeitungswalze (2) und der Spreizungswinkel (20) von z.B. 28 Grad dargestellt. In Detailzeichnung 4A wird im vergrösserten Maßstab 25:1 der Ablagemoment (80) dargestellt von Zuschnitt (23) mit einer Länge (29) von z.B. 37 mm. Der Zuschnitt (23) wird durch Vakuum gehalten vom Arbeitsspalt (3) transportiert und direkt nach ca. 1/5 Umschlingung auf das Auslageförderband (16) mit offenen Sauglöchern (16a) positioniert, wobei der Zuschnitt (23) noch über den Kanal (14) mit Saugluft (32) in seiner exakten Position gehalten wird, kann die Vorderseite schon mit Blasluft (31) aus der Schnittkontur (24) entfernt werden und zugleich präzise auf das formfreie Auslageförderband (16) mit offene Sauglöcher (16a), welches mittels Vakuumkasten (17) mit Vakuum beaufschlagt ist, übertragen werden. Diese erfinderische geringfügige Umschlingung und direkte Übertragung erlauben eine grosse Substratflexibilität, d. h. es können Papier, Karton, Kunststoffe mit kleinen und grossen Formaten verarbeitet werden. Denkbar ist dies auch für Sonderanwendungen bei denen form- oder formatgebundene Auslagebänder eingesetzt werden.
Der Spreizungswinkel in 4 ist ca. 1/3 grösser, als beim Stand der Technik vorgegeben, lt. 1, und verbessert damit die Ausbrechfähigkeit, welche zum Trennen von Abfall- und Gutteile direkt nach dem Arbeitsspalt (3) erforderlich ist.
5 zeigt eine mögliche Anordnung mit zwei Bearbeitungswalzen (1+11) in der ca. 12-Uhr Position (12) und ca. 10-Uhr Position (10), beide mit Absaughaube (30). Der Bearbeitungswalze (1) ist eine Auslage-Transportwalze (33) und eine Vertikale- Auslage (34) nachgeordnet.
Beide Bearbeitungswalzen (1+11) sind einer gemeinsamen Gegendruck-Bearbeitungswalze im Doppeltumfang (2) als alternativ im Einzelumfang (8) zugeordnet.
Die Doppelumfang Gegendruck-Bearbeitungswalze erlaubt die Verarbeitung von stärkeren Substraten, hat jedoch als Nachteil, dass ein doppelter Satz an Werkzeugteile-Matrizen benötigt wird.
Die Einzelumfang Gegendruck-Bearbeitungswalze erlaubt kleinere und kostengünstigere Maschinendimensionen bei jedoch begrenzten Substratstärken.
Die Vertikalauslage (34) ist in erstem Ansatz für stärkere Substrate gedacht, die in diesem Sinne einfach gestapelt werden können. Denkbar ist es, dass diesem noch ein Auslageförderband (16) mit entgegengesetzter Drehrichtung (C) nach zu ordnen.
6 zeigt die gleiche erfinderische Anordnung wie bei 4, jedoch hier mit einer Detailzeichnung 6A, das obere Entsorgungsmoment (35) für Ausschnitte (26) unterhalb der Absaughaube (30) im Maßstab 25:1. Die Aussschnitte (26) von 3 werden hier aus der Schnittkontur (24) mit Blasluft entfernt. Die Absaughaube (30) ist abklappbar.
7 zeigt die gleiche erfinderische Anordnung wie 4, jedoch hier mit einer Detailzeichnung 7A im Maßstab 5:1. Insbesondere wird hier das Spreizungsmoment (36) beim Ausbrechen bzw. Trennen dargestellt, wobei der Zuschnitt (23) mittels Vakuum auf der Bearbeitungswalze gehalten und die Abfall-Ausschnitte (26) (siehe auch 2) durch Aufspiessung von Nadeln (37) gehalten werden, um sie später entsorgen zu können.
Es zeigt auch die mehrfachen Funktionen der Bearbeitungswalze (11), d. h. Trennen beim Trennmoment (36), das anschliessende Transportieren, das Ablegen des Zuschnittes (80) und dabei das Entfernen des Zuschnittes (23) aus der Schnittkontur (24).
8 zeigt die Entsorgung der Abfallgitter (27). Nachdem die Abfallgitterbahn (27) als Restbestand von dem Substratbahn (38) über die Auslagetrommel (39) von der Gegendruckbearbeitungswalze entfernt ist, wird dieses Abfallgitterbahn (27) eventuell unterstützt von Blas- (31) und Saugluft (32) (nicht dargestellt) zum Entsorgungs-Vakuumband (44) bewegt, um demzufolge in die Häckslervorrichtung (46) geführt zu werden, um anschliessend über die Abfallrohrleitung (47) zur ev. zentralen Entsorgungsstelle geführt zu werden. Dieser Häckslerkassetten-Einschub (48) ist seitlich über die Schiene (49) verfahrbar. Damit ist diese Kassette ausserhalb der Maschine zu bedienen.
Des weiteren ist auch der Rückseitenbearbeitungs-Kassetteneinschub (55) dargestellt mit eine Rückseiten-Bearbeitungswalze (50) und Absaughaube (30).
Die Laufrichtung der Bearbeitungswalze mit seiner Gegendruckbearbeitungswalze (2 oder 8) können in Laufrichtung (C) umgeschaltet werden. Die Substratbahn (38) wird dabei über die Bahnüberführung (40) alternativ zugeführt.
Damit können die Substratbahnen von der Rückseite bearbeitet werden, ohne dass die Bahn über ein Luftpolster gewendet werden muss. Dementsprechend sind die Registertoleranzen besonders klein und diese Anordnung ermöglicht eine intermittierenden Bahnlauf. Es werden die Vorzug- (41) und Auszug- (42) Rollen, bzw. Walzen dargestellt, womit die Bahnspannung aufrecht erhalten wird.
9 zeigt die An-/Abhebevorrichtung (52) die beispielsweise pneumatisch (53) betrieben ist, um eine einfache Einrichtung der Materialbahn, ohne Einfluss von den Werkzeugteilen, zu ermöglichen.
Die Mikroverstellung (54) dazu ist vorgegeben, um die Grundeinstellung zu ermöglichen, bzw. um Verschleiss der Schnittkontur (24) über Hertz'sche Pressung kompensieren zu können, bzw. Halbschnitt für selbstklebende Etiketten einzustellen.
Der Abstreifer (43) entfernt die Abfall-Aussschnitte (26), die von Nadeln (37) aufgespiesst sind. Diese Abstreifvorrichtung ist mit einer einfachen Hubvorrichtung (45) ausgerüstet. Die Hubbewegung sorgt dafür, dass die eventuelle Schräglage des Motivs und damit die Schräganordnung der Nadeln bei der Umdrehung automatisch seitlich gefolgt wird.
10 zeigt die erfinderische Anordnung, wie 4 und/oder 5.
Zusätzlich wird die Neigungsverstellung (56) des Auslageförderband (16) dargestellt, womit je nach Substrat die Auslagebedingungen angepasst werden können. Es wird auch die Folienabrollung (57) und Folienaufrollung (58) dargestellt.
Es werden symbolisch die verschiedenen Bearbeitungsfunktionen dargestellt

59: Echte Rillung mit Patrize und Matrize
60: Unechte Rillung mit Patrize und Gummibelag
61: Vollschnitt, z. B. Stanzen
62: Halbschnitt, von z. B. selbstklebenden Etiketten
63: Blindprägung
64: Folienprägung, z. B. Goldfolie
65: Scherenschnitt, z. B. Lochstanzen
66: Spenden, z. B. Aufbringen von Folie
67: Tapetransfer, z. B. Magnetfolie
68: Einbringen, z. B. RF-ID's
69: Beschichtung, mit z. B. Siebdruck oder Lack

11 zeigt formatbezogene Bearbeitungswalzen von verschiedener Anordnung. Oben zwei Walzen von unterschiedlichem Umfang und unten drei Walzen von gleichem Umfang, damit wird auf erfinderischer Weise ermöglicht, dass mehrere Matrizen mit nur einer Patrize, sowie oben dargestellt oder mehrere Patrizen mit nur einer Matrize in einer sog. Y-Anordnung zusammenwirken.
12 zeigt eine sog. OFFLINE Veredelungsmaschine, sowie Stand der Technik mit mehreren in einer Reihe angeordneten Stationen zu denen ein Rollenabwickler (81), ein Bahnspannungsregler (82), zwei Veredelungsstationen (84), z. B. zum Lackieren, einen Wideraufwickler (87) und eine Schneidauslage (72), gehören.
13 zeigt eine sog. INLINE Druck- und Veredelungsmaschine, sowie der Stand der Technik, mit vorgeschalteten Trockner.
Die Maschine hat zusätzlich zu den Stationen, sowie in 11 dargestellt, nur symbolisch, eine Druckwerkstation (74). Durch diese Prozessbündelung können Endprodukte wie Zuschnitte (23), z. B. Faltschachtel, über die Schneidauslage (72) oder über die Wiederaufwickler (87) Rollen mit selbstklebenden Etiketten, in einem Durchlauf hergestellt werden.
14 zeigt eine sog. symbolische Druckmaschine mit Inlineverarbeitung lt. 12, jedoch mit integrierter erfinderische Vorrichtung lt. 8. Es zeigt die Verfahrbarkeit dieses Auslagesystems, womit es der Bedienungsperson das Einrichten, z. B. das Wechseln von Stanzblechen und das Aufbringen von Nadeln bedienungsfreundlich und effizient erlaubt.

1: Bearbeitungswalze 12-Uhr Position
2: Gegendruck-Bearbeitungswalze mit Doppeltumfang
3: Arbeitsspalt
4: Bogenförmiges Substrat
5: Werkzeugteile Patrize
6: Werkzeugteile Matrize
7
8: Gegendruck-Bearbeitungswalze mit Einzelumfang
9: 9-Uhr Position
10: 10-Uhr Position
11: Bearbeitungswalze in 10-Uhr Position
12: 12-Uhr Position
13: Spannwelle Stanzblech
14: Luftkanal
15: Umlenkwalze
16: Auslageförderband mit Sauglöchern (perforiert)
16a: Sauglöcher – offen
16b: Sauglöcher – verschlossen
17: Vakuumkasten
18: Ersten Moment Vakuumgriff
19: Minimum Länge = Abstand 3 – 18
20: Spreizungswinkel
21: Füllstück
22: Nutzen
23: Zuschnitte
24: Schnittkontur
25: nicht druckende Zone
26: Abfall-Ausschnitte
27: Abfallgitterbahn
28: Äussere Umlenkwalzen Förderband
29: Länge Zuschnitt
30: Absaughaube
31: Blasluft
32: Saugluft/Vakuum
33: Auslage – Transportwalzen
34: Vertikale Auslage
35: Entsorgungsmoment – Ausschnitte (11)
36: Trenn- bzw. Spreizungsmoment
37: Nadeln
38: Bahnförmiges Substrat
39: Auslagetrommel
40: Bahnüberführung
41: Vorzugrolle
42: Auszugrolle
43: Abstreifer
44: Entsorgungsvakuumband
45: Hubvorrichtung
46: Häckselvorrichtung
47: Abfallrohrleitung
48: Häckslerkassette Einschub
49: Führungsschienen
50: Rückseiten Bearbeitungswalzen
51
52: An-/Abhebevorrichtung
53: Pneumatik
54: Mikroverstellung des Arbeitsspalt
55: Bearbeitungskassetten-Einschub
56: Neigungsverstellung
57: Folienabrollung
58: Folienaufrollung
59: Echte Rillung
60: Unechte Rillung
61: Vollschnitt
62: Halbschnitt
63: Blindprägung
64: Folienprägung
65: Scherenschnitt
66: Spenden
67: Tapetransfer
68: Einbringen
69: Beschichten
70: Veredelungsstation
71: Hochstapelauslage
72: Schneidauslage
73: Trockner
74: Druckwerke
75
76
77: Konventionelle Druckmaschine
78
79: Unterbrochene Stanzkontur für angestanzte Bogen
80: Ablagemoment
81: Rollenabwicklung
82: Bahnspannungsregler
83: Bahnkantensteuerung
84: Beschichtungs-Flexowerk
85: Aufwicklung-Abfallgitter
86: Absaugung-Abfallgitter
87: Wiederaufwickler
88: Bearbeitungsstation mit 12-Uhr Position
A: Drehrichtung
B: Verfahrbarkeit
C: Umgekehrte Drehrichtung

Claims

Vorrichtung zum veredelnden Bearbeiten, z. B. Schneiden, Stanzen, Prägen, Folientransfer, und/oder Beschichtungen, von bedrucktem Papier, Karton, Kartonverpackungen, Wellpappe, Kunststoffe oder dergleichen bahnförmigen Substraten (38), mittels eines Rotationsvorganges, bei dem das Substrat (38) in Vorschubrichtung (A) zwischen zwei rotierenden Bearbeitungswalzen (1, 2) einführbar ist und beim Durchlaufen durch im Arbeitsspalt (3) wirksame Werkzeugteile (5, 6) seine Bearbeitung erfährt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendruck-Bearbeitungswalze (2) im wesentlichen neben einer Bearbeitungswalze (11) angeordnet ist und dass der Bearbeitungswalze (11) direkt ein Auslageförderband (16) für formfreie Substrate nachgeordnet ist, das insbesondere annähernd horizontal ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Auslageförderband (16) unter mindestens einer Bearbeitungswalze angeordnet ist und die Aus- und/oder Zuschnitte in einem idealen flachen Winkel auf das Auslagefördersystem gebracht werden können.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bearbeitungswalze Ausschnitte (26) und/oder Zuschnitte (23) vom Abfallgitter (27) entfernt und vom Arbeitsspalt transportiert und auf dem Auslageförderband positioniert, bzw. ablegt und dabei die Entfernung des Schnittteils aus der Stanzkontur sicherstellt und insbesondere Ausschnitte als Abfallteile mit nach oben an die Absaughaube zur Entsorgung transportiert.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bearbeitungswalze in einer Umdrehung zuerst die Zuschnitte (23) auf einem Förderband (16) positioniert und/oder anschliessend die Ausschnitte (26) der Absaughaube zur Entsorgung zuliefert.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschnitt (23) in der Auslage (16) gleichzeitig mit Blasluft (31) und Vakuum (32) beaufschlagt wird.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Auslagetrommel (39) bzw. eine Transporttrommel (39) zur sicheren Führung einer angestanzten Substratbahn oder Abfallgitterentsorgung (27) ein Vakuumsystem (32) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung mindestens eine verfahrbare Auslage (B) für besonders vorteilhaften Bedienkomfort aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifervorrichtung (43) eine Seitenhub-Bewegung aufweist, zur Nachverfolgung der Motiv-Schräglage.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bearbeitungswalzen bzw. zwei Werkzeugträger mitsamt ihrer Trägerwellen in Laufrichtung vorgeordnet sind und dass diese in Laufrichtung umstellbar sind, für wahlweise Vorder- und Rückseitenbearbeitung (8).
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine auswechselbare Bearbeitungskassette (55) während des Produktionsvorgangs ausserhalb der Maschine einzurichten ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass beide Auslagen, d. h. die Schneidauslage und Wiederaufwickler gleichzeitig zum Einsatz kommen.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung in eine Bahnendruckmaschine integriert ist (sog. Inline-Ausführung) ohne vorgeschalteter Trocknung.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung in eine selbständige Bearbeitungsmaschine integriert ist. (sog. Offline-Ausführung).
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, das mindestens eine Bearbeitungswalze (1, 11) Schmitzringe aufweist und dadurch ein definierter oder über die Hertz'sche Pressung einstellbarer Arbeitsspalt zur Gegendruck-Bearbeitungswalze (2) erzeugt wird.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einer der Bearbeitungswalzen (4, 5, 6) an gezielten Positionen Nadeln (x) (z. B. Klebenadeln) auf die Oberfläche aufgebracht werden, die Abfallstücke aufnehmen.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bearbeitungswalze als Magnetzylinder ausgerüstet ist und zugleich eine Spannvorrichtung für Spannbleche und/oder Spannfolien aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei formatgebundene Bearbeitungswalzen ungleiche Umfänge aufweisen und zusammenwirken.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei formatgebundene Bearbeitungswalzen gleiche Umfänge aufweisen und zusammenwirken.